简析极氪009的大电池：续航/快充/安全的既要又要？

宁德时代的麒麟电池如期而至，搭载于已上市的极氪汽车纯电中大型MPV极氪009，我认为这里很有意思的地方在于——

1）低配版本：116kWh，702km

2）高配版本：140kWh，822km

这个容量相比“亲儿子”阿维塔的90-116kWh又上升了一个台阶。这款电池采用了高镍加硅高比能电芯，电池包集成度非常高。这里的本质差异还是，此前宁德时代使用三元电池锂CTP技术的产品，并没有采用高镍配方，而基本采用的是中镍高电压电池。

图1 “宁王”过去主导的大能量电池设计路径

PART 1：麒麟电池的设计

极氪009ME版用140度的电池，使得极氪009这款MPV的续航里程达到了822公里，这也是在宁德时代发布的第三代CTP（cell to pack）电池——麒麟电池的基础上。极氪009ME版搭载的电池在电芯材料创新方面，也确实是高调宣传电芯正极采用了高镍三元材料，并且在负极上采用了硅基负极。

（TIPS：硅基负极材料在嵌锂过程中存在体积膨胀严重、材料导电性差、首次库伦效应低和循环性能等问题，材料需要进行纳米化、碳包覆等改性处理，制作工艺复杂，目前实际使用比较少，这一次也是把电池容量拉到最高。）

从目前的设计来看，从阿维塔的CTP2.0进化到CTP3.0的主要差异是，麒麟电池将横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一，集成为多功能弹性夹层，将电芯通过水冷板捆绑做成一组能量结构块。

主要差异——

· 面向能量密度：这是基于400/800V系统，目前极氪没有对这方面进行太多宣传，因此电池更偏重于116kWh和140kWh两种能量的需求。

· 面向快充速度：明确是往800V来走，做快充。这个设计目前还没有正式看到。

图2 偏向容量和偏向快充的不同进化分支

目前发布的高能量密度电池所带来的长续航，在电池的快充上，极氪009的麒麟电池使用了快离子环、超电子网和超导电解液，并提高了散热能力，从而克服了以往电池快充的瓶颈。据介绍，麒麟电池全球首创的电芯大面冷却技术，将传统设在底部的水冷功能件置于电芯之间，使换热面积扩大四倍，从而将电芯控温时间缩短至原来的一半，从SOC 10%充到80%只要28分钟。如果按照按照这个速度估算，快充速度大概在2C左右。

图3 目前快充速度对比

PART 2：安全方面

目前这款麒麟电池在设计上特殊的地方，就是依靠电芯大面冷却技术，在极端情况时，可实现电芯急速降温，有效阻隔电芯间的异常热量传导。极氪009麒麟版配备了宁德时代最新的NP 2.0技术，首创了烟气与高压主动隔离设计，彻底消除了高温烟气可能引发的高压拉弧打火隐患。

也就是说，目前存在多种NP技术——

· NP1：这是我们看到的经典设计，这个已经有很多的解析。

· NP2：就是看到这一代，电连接往上，底部的排放往下。

· NP3：这种设计已经考虑空间结构优化，电芯排列采用倒立排列，让多个模块共用底部空间，将结构防护、高压连接、热失控排气等功能进行智能分布，效果怎么还有待验证。

图4 不同的NP设计

在目前的底部设计中，通过颠簸道路或者遇到突现障碍物时，可能存在电池磕碰的实际用车场景，采用高强度型材搭配钣金钢材，降低电池底部磕碰的风险。所以我们目前看到有几种设计——

· 铝壳体：用水冷板集成在壳体里面，类似MEB这种路线，好处是底部空间很大，坏处是需要用很多的导热胶。

· 铝壳钢底护板：用铝壳体来做设计，底部加一个钢板。

变种：在这里我们看到有企业开始加入弹性材料，来吸收形变。

· 钢壳：这是通用奥特能的做法，我现在比较欣赏这种比较简单明了的方法。

图5 防护的设计方法

小结：这个电池包我很期待，据说这款本来是给NIO备份用的，等NIO的半固态的效果来观察吧。

图｜网络及相关截图

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。